Physik für Mediziner und Zahnmediziner
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1 Physik für Mediziner und Zahnmediziner Vorlesung 000 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner
2 Satz von Bernoulli In einer reibungsfreien (!) Strömung einer inkompressiblen Flüssigkeit ist die Summe aus Dichte der kinetischen Energie, Druck und potentieller Energiedichte konstant. 2 ρv 2 + p + ρgh = konstant Alle diese Terme umschreiben Druck! Der Satz von Bernoulli ist eine direkte Folge des Energieerhaltungssatzes. Zur Erinnerung (Mechanik): Ekin + ED + E pot = const. Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 2
3 Versuch: rotierender Zylinder Magnus Effekt v rot,oben Zylinder bewegt sich nach rechts v Zylinder v Luft v rot,oben = - v rot,unten v rot,unten Die Luft strömt ihn von links an. v oben = v Luft + v rot v unten = v Luft - v rot p oben < p unten Auftrieb! Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 3
4 noch einmal Bernoulli: Freistoß um die Ecke... aus: Physik-Journal, Juni 2006 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 4
5 Flugzeugflügel Erklärung über den Bernoulli-Effekt Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 5
6 Kontinuitätsgleichung Folge der Inkompressibilität von Flüssigkeiten: die pro Zeit in ein Volumen hineinfließende Flüssigkeit muss auch wieder herausfließen Querschnittsfläche A Querschnittsfläche A 2 s s 2 Gleichheit der Volumenelemente Gleichheit des Transports s A v = ta s 2 = A v 2 2 ta 2 Ergibt umgekehrte Proportionalität zw. Flächen und Geschwindigkeiten v = v 2 A A 2 Je kleiner der Rohrquerschnitt desto größer die (mittlere) Strömungsgeschwindigkeit Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 6
7 ...das aufgebogene U-Rohr-Manometer p Luft p h p = pluft + ρgh Druck p messbar über Höhe h der Flüssigkeitssäule Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 7
8 Bernoulli Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 8
9 Erklärung mit dem Satz von Bernoulli 2 ρv 2 + p + ρgh = konstant Wir haben: v eng > v breit Damit ergibt sich p eng < p breit Wegen: unterschiedliches h Also: mit der Kontinuitätsgleichung ergibt sich: an Verengungen in einer Röhre verringert sich der (statische) Druck in der Flüssigkeit Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 9
10 Bernoulli mit weichen Scheiben Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 0
11 Stimmritze: Gummimembran-Modell Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner
12 Phonation. Luftströmung aus Trachea (Luftröhre) führt zum Öffnen der Stimmritze (Glottis) 2. erhöhte Strömungsgeschwindigkeit erniedrigt den Druck (Bernoulli) 3. Schließen der Glottis Folge: periodisches Öffnen und Schließen führt zur Tonerzeugung aus: Klinke/Silbernagel: Lehrbuch der Physiologie Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 2
13 Phonation und Artikulation Form des Resonanzkörpers (=Rachen und Mundhöhle) bestimmt den produzierten Laut Stimmgebung über Rückkopplung mit dem Gehör aus: Klinke/Silbernagel: Lehrbuch der Physiologie Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 3
14 Buchhaltung: Bernoulli und Kontinuität Je kleiner der Rohrquerschnitt desto größer die (mittlere) Strömungsgeschwindigkeit Kontinuitätsgleichung v = v 2 A A 2 Satz von Bernoulli 2 ρv 2 + p + ρgh = konstant In einer reibungsfreien (!) Strömung einer inkompressiblen Flüssigkeit ist die Summe aus Dichte der kinetischen Energie, Druck und potentieller Energie konstant. Mit Kontinuitätsgleichung ergibt sich: an Verengungen in einer Röhre verringert sich der (statische) Druck in der Flüssigkeit Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 4
15 Ströme: Vorgehensweise Erarbeiten wichtiger Zusammenhänge am Beispiel der Flüssigkeitsströmung Übertragen allgemeiner Ergebnisse auf elektrische Ströme und Spannungen Kirchhoffsche Gesetze, Widerstandsnetzwerke Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 5
16 elektrische Spannung und Druckabfall Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 6
17 Druckverlust in fließenden Flüssigkeiten v=0 v p p p R = p I Widerstand ist unendlich: kein Druckabfall und kein Stromfluß x Druckabfall entlang des Widerstands sowie Stromfluß x Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 7
18 elektrische Spannung und Druckabfall Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 8
19 reale elektrische Leiter V V φ φ U= φ R = U I x x Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 9
20 Das Ohm sche Gesetz V Zumeist geschrieben als: U = R. I φ U= φ R = U I x WIKIPEDIA: Uri Geller erregte in den 970er- Jahren erstmals Aufsehen mit seinen Fernsehauftritten, in denen er angeblich durch telepathische Kräfte versteckt gemalte Zeichnungen nachmalte, stehengebliebene Uhren zum Ticken brachte und Besteck verbog. Er sagt in Interviews gelegentlich, dass er glaubt, seine Kräfte von Außerirdischen vom Planeten Hoova,erhalten zu haben. Ob das bei der Physikklausur auch hilft? Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 20
21 Blutkreislauf: Netzwerk von Röhren mit unterschiedlichen Widerständen Verzweigungen: Knoten geschlossene Kreise: Maschen aus: Schmitd/Thews: Physiologie des Menschen Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 2
22 Blutkreislauf: Parallel- und Serienschaltung von Widerständen Serienschaltung: Parallelschaltung: aus: Schmitd/Thews: Physiologie des Menschen Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 22
23 Kirchhoffsche Gesetze In einem geschlossenen Stromkreis (Flüssigkeitskreislauf) bleiben einige physikalische Größen konstant: Zahl der Ladungen (Zahl der Teilchen).Kirchhoffsches Gesetz: In einem Knoten ist die Summe aller Ströme gleich Null (In einem Knoten ist die Summe der hinfließenden Ströme gleich der Summe der wegfließenden Ströme) Energie: Spannung (Druckdifferenz) 2.Kirchhoffsches Gesetz: In einer Masche ist die Summe der treibenden Kräfte (= Spannungen, Druckdifferenzen) gleich Null Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 23
24 . Kirchhoffsches Gesetz Knotenregel In einem Knoten ist die Summe der Ströme gleich Null I = j j 0 I 2 I I 4 Zufließende und abfließende Ströme vorzeichenrichtig addieren! I 3 I + I4 I I2 3 = 0 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 24
25 2. Kirchhoffsches Gesetz Maschenregel Einmal rum: Druckdifferenz P -P muß Null sein P P 2 Für Spannungen gilt dasselbe. Einmal rum: A B U + U A 2 = 0 Masche V U P 4 P 3 A R B In einer Masche ist die Summe der Spannungen gleich Null R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 25 V U 2
26 Flüssigkeitswiderstände R = R + R 2 R R 2 R R = R + R 2 R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 26
27 Leitfähigkeit und Widerstand R R = R + R 2 R 2 Verschließen! Z.B. fließen jetzt 0ml pro Sekunde Nach dem Öffnen: Wieviel fließt etwa?? Der Widerstand R hat abgenommen Die Leitfähigkeit g hat zugenommen! Es gilt: g = /R Wichtig bei Membranen! Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 27
28 Serienschaltung I U I I 2 Equivalent zu R R 2 R I U U 2 U II. I. Knotenreg.: Maschenreg.: Ohm sches Ges.: II. und und I. Alle Ströme sind gleich: X X X R = R + R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 28
29 Parallelschaltung U Wie ist der Wert von R? I I R I Equivalent zu I R I 2 R 2 I. Knotenreg.: U U 2 II. Maschenreg.: Ohm sches Ges.: und und Damit: X I. II. X R = R + R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 29
30 Flüssigkeitswiderstände R = R + R 2 R R 2 R R = R + R 2 R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 30
31 ...wrap up Flüssigkeitsstrom elektr.strom allgemein Volumenstrom Druckdifferenz p elektrischer Strom dv I = = V dq I = = Q dt dt Spannung U Strom treibende Kraft im Knoten Ii = i in der Masche p i 0 i = 0 im Knoten Ii = i 0 in der Masche i U i = 0.Kirchhoff (Teilchen) 2.Kirchhoff (Energie) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 3
32 Schaltsymbole Widerstand R Zuleitung (widerstandsfrei) V A - + Voltmeter (großer Innenwiderstand R i ; ideal: R i = ) Amperemeter (kleiner Innenwiderstand R i ; ideal R i =0) Gleichspannungsquelle Kondensator Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 32
33 Versuch: Viskosität Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 33
34 reale Flüssigkeiten: Widerstand durch innere Reibung Alltag: Flüssigkeiten besitzen unterschiedliche Fließeigenschaften Ursache: Viskosität oder Zähigkeit, auch: innere Reibung v 0 x A x v F Def.: Viskosität η F = η A Δv Δx v=0 v Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 34
35 laminares Strömungsprofil Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 35
36 kreisförmiger Röhrenquerschnitt: laminares Geschwindigkeitsprofil v(ρ=r) = 0 v(ρ 2 ) > 0 v(ρ 3 ) >> 0 v(ρ=0) = max. r v, Geschwindigkeit ρ Radius: ρ v ( ) ( 2 2 ρ r ρ ) Strömungsgeschwindigkeit am Gefäßrand Null max. Strömungsgeschwindigkeit in der Röhrenmitte Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 36
37 laminare Strömung: mikroskopische Vorstellung Flüssigkeit am Gefäßrand ruht (v=0) Abgleiten der Flüssigkeitsschichten aneinander Reibung aufgrund der Viskosität der Flüssigkeit v(ρ) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 37
38 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille Betrachung einzelner Flüssigkeitszylinder dρ ρ v(ρ+dρ) v(ρ) L Flüssigkeitskraft: (vom Druck) Viskosität: Wenn s gleichmäßig fließt: Umstellen: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 38
39 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille Integration Die Ableitung ist eine lineare Funktion von ρ Also: Integrationskonstante Rand- oder Nebenbedingungen treten in der Physik oft auf. Sie geben an, wie sich ein System an bestimmten charakteristischen Stellen verhält. Damit kann man dann uneindeutige Gleichungen endgültig bestimmen. Wenn wir hier v 0 =0 setzen, bekommen wir für den Rand des Zylinders (der Randwert hier sprichwörtlich!) was unsinniges raus, nämlich: Der Rand des Zylinders: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 39 Sollte NULL sein!
40 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille Wir hatten: Und setzten: Damit ist: Also insgesamt: Und nun zum Fluß (laminare Strömung): A x Jedoch: v ist nicht konstant, wir haben: v(ρ)! Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 40
41 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille Strömung eines Rings: Von vorn A Ring A x ρ ρ Damit: Weil: Fluß eines einzelnen Rings: Fluß gesamt: (Geschw. mal Fläche, wie vor) Summe über alle Ringe! Einsetzen von v(ρ): Dann in Integralform (und Rausziehen aller Konstanten): Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 4
42 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille Stammfunktionen: Und endlich: Bemerkenswert! 4te Potenz des Radius! Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 42
43 Hagen-Poiseuille Experimente Beobachtung: Deutung: Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 43
44 laminare Strömung: Hagen-Poiseuille I 4 πr p 8η L 8η L πr = oder 4 R = Der Strömungswiderstand einer newtonschen Flüssigkeit (Viskosität unabhängig vom Druck) in einer Kapillaren ist proportional zur Viskosität der Flüssigkeit proportional zur Länge der Kapillaren umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Kapillarradius Folgerung: der Strömungswiderstand - und damit der Volumenstrom bei festem Druck - kann über den Röhrendurchmesser empfindlich verändert werden Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 44
45 einige Kreislaufdaten Blutvolumen: 5l Herzschlagvolumen: ca 70ml (4-6)l/min unter Belastung: 20l/min statischer Druck: (6-8)mmHg (ca. kpa) (ohne Herzschlag!) mittlerer Blutdruck: 00mmHg (3kPa) 0.25l/min O 2 -Verbrauch in Ruhe 3l/min O 2 -Verbrauch unter Belastung Blut ist keine newtonsche Flüssigkeit! aus: Klinke/Silbernagel Lehrbuch der Physiologie...abhängig vom Gefäßdurchmesser Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 45
46 Blut ist keine newtonsche Flüssigkeit aus: Klinke/Silbernagel Lehrbuch der Physiologie Aggragation bei kleinen Schubspannungen Desaggragation bei großen Schubspannungen...abhängig von der Schubspannung (Druck) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 46
47 Stromstärke-Druck-Diagramm dehnbares, aber druckpassives Gefäß (z.b. Lunge, Skelettmuskel) Durchblutung starres Rohr dehnbares, aber autoregulierendes Gefäsystem (z.b. Gehirn, Darm, Niere) arteriovenöse Druckdifferenz Blutgefäße ändern passiv oder aktiv ihren Strömungswiderstand und regulieren so die Durchblutung Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 47
48 Fluß-Muster Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 48
49 laminare und turbulente Strömung Experimente Beobachtung: Deutung: laminar turbulent Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 49
50 Strömungsarten laminare Strömung: Flüssigkeitsteilchen bewegen sich nur in Fließrichtung turbulente Strömung: auch Geschwindigkeitskomponenten senkrecht und entgegen der Fließrichtung Wirbelbildung Blutkreislauf: vorwiegend laminare Strömung; turbulente Strömung in der Aorta; pathologisch bei Gefäßverengungen ( Auskultation Strömungsgeräusche) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 50
51 Übergang laminar turbulent: Reynoldszahl laminare Strömung für kleine Strömungsgeschwindigkeiten Strömungswiderstand im turbulenten Bereich erhöht Übergang durch Reynoldszahl beschrieben: Re = r v ρ η oberhalb von Re 000 nimmt der turbulente Strömungsanteil zu laminar turbulent Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 5
52 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 52
53 Zusätzliche Folien Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 53
54 Schaltung von Widerständen Sie haben 3 Widerstände mit jeweils R=2kΩ zur Verfügung. Entwerfen Sie mit diesen Widerständen eine Schaltung mit dem Gesamwtiderstand R ges =3kΩ. R R R Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 54
55 Serienschaltung U=32V I II 5Ω 2Ω 8Ω 27Ω 24Ω Die Spannung zwischen den Klemmen I und II des Widerstandes R 2 beträgt in dem oben gezeigten Schaltbild:. U=2V 2. U=4V 3. U=5V 4. U=2V 5. U=5V Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 55
56 ...Kategorien Grundlagen: notwendige Kenntnisse und Fähigkeiten Wissenswertes: Informationen jenseits des Notwendigen Für Experten: Medzinische Physik... Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 56
57 ...das U-Rohr-Manometer p p p p+ p h Δp = ρgh hydrostatischer Druck der hydrostatische Druck hängt nur von der Höhe der Flüssigkeitssäule ab; insbesondere hängt er nicht von der Gefäßform ab Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 57
58 Blutdruckmessung Manschettendruck > syst.druck >> diast. Druck Manschettendruck syst.druck >> diast. Druck aus: Klinke/Silbernagel Lehrbuch der Physiologie syst.druck Manschettendruck >> diast. Druck Manschettendruck < syst. und Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner diast. Druck und Zahnmediziner 58
59 Widerstand I I I: Volumenstromstärke [m 3 /s] p: Druckdifferenz [Pa=N/m 2 ] Def.: Widerstand R R = p I p I: elektr. Stromstärke [A] U: Spannung [V] Def.: Widerstand R R = U I U Pa s [ R] = = 3 m Ns 5 m V [ R] = = Ω A (Ohm) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 59
60 Ergänzung: Leitwert G I I I: Volumenstromstärke [m 3 /s] p: Druckdifferenz [Pa=N/m 2 ] Def.: Leitwert G G = I p p I: elektr. Stromstärke [A] U: Spannung [V] Def.: Leitwert G I G = = U U R ungebräuchlich! [ G] = = S (Siemens) A V Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 60
61 Folge: Druckverlust in fließenden Flüssigkeiten v=0 v p p p R = p I x x Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 6
62 reale elektrische Leiter V V φ φ U= φ R = U I x x Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 62
63 reale elektrische Leiter... elektrische Leiter: Ladung wird transportiert durch Elektronen (Metalle) Ionen (Elektrolyte, biologische Systeme) Widerstand aufgrund von Stößen der Ladungsträger Beschreibung durch die Beweglichkeit μ: F v = μ q v: Geschwindigkeit des Ladungsträgers F: Kraft auf den Ladungstträger q: Ladung des Ladungsträgers Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 63
64 Blutkreislauf: Netzwerk von Röhren mit unterschiedlichen Widerständen Verzweigungen: Knoten geschlossene Kreise: Maschen aus: Schmitd/Thews: Physiologie des Menschen Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 64
65 Blutkreislauf: Parallel- und Serienschaltung von Widerständen Serienschaltung: Parallelschaltung: aus: Schmitd/Thews: Physiologie des Menschen Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 65
66 Buchhaltung: Kirchhoffsche Gesetze In einem geschlossenen Stromkreis (Flüssigkeitskreislauf) bleiben einige physikalische Größen konstant: Zahl der Ladungen (Zahl der Teilchen).Kirchhoffsches Gesetz: In einem Knoten ist die Summe aller Ströme gleich Null (In einem Knoten ist die Summe der hinfließenden Ströme gleich der Summe der wegfließenden Ströme) Energie: Spannung (Druckdifferenz) 2.Kirchhoffsches Gesetz: In einer Masche ist die Summe der treibenden Kräfte (= Spannungen, Druckdifferenzen) gleich Null Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 66
67 . Kirchhoffsches Gesetz In einem Knoten ist die Summe der Ströme gleich Null I = j j 0 I 2 I I 4 Zufließende und abfließende Ströme vorzeichenrichtig addieren! I 3 I + I4 I I2 3 = 0 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 67
68 . Kirchhoffsches Gesetz I = j j 0 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 68
69 2. Kirchhoffsches Gesetz In einer Masche ist die Summe der Spannungen gleich Null V U A B A A R B U + U = 2 0 R 2 V U 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 69
70 Parallelschaltung R R p R 2 R p = R + R 2 denn: U I = + I 2 U 2 = I = U U R I R p + = R I R R I = I R I (R I) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 70 p 2 = U 2 = p 2 2 = U = R I p
71 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 7 Serienschaltung R R 2 2 s R R R + = I IR IR R I U U U R U R U R U I I I I 2 s s 2 + = + = = = = = = R s denn:
72 Schaltungen Serienschaltung R = R + R s 2 R R 2 Parallelschaltung R R p = R + R 2 R 2 Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 72
73 ...wrap up Flüssigkeitsstrom elektr.strom allgemein Volumenstromdichte Druckdifferenz p elektrischer Strom dv I = = V dq I = = Q dt dt Spannung U Strom treibende Kraft im Knoten Ii = i in der Masche p i 0 i = 0 im Knoten Ii = i 0 in der Masche i U i = 0.Kirchhoff (Teilchen) 2.Kirchhoff (Energie) Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 73
74 Schaltsymbole Widerstand R Zuleitung (widerstandsfrei) V A - + Voltmeter (großer Innenwiderstand R i ; ideal: R i = ) Amperemeter (kleiner Innenwiderstand R i ; ideal R i =0) Gleichspannungsquelle Kondensator Prof. F. Wörgötter (nach M. Seibt) -- Physik für Mediziner und Zahnmediziner 74
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